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用三线摆测转动惯量
实验介绍:
转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的: .
用三线摆测转动惯量
实验介绍:
转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量。转动惯量的大小除与物体质量有关外，还与转轴的位置和质量分布(即形状、大小和密度)有关。如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可直接计算出它绕特定轴的转动惯量。但在工程实践中，我们常碰到大量形状复杂、且质量分布不均匀刚体，理论计算将极为复杂，通常采用实验方法来测定。
转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定的形式运动。通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量之间的关系，进行转换测量。测量刚体转动惯量的方法有多种，三线摆法是具有较好物理思想的实验方法，它具有设备简单、直观、测试方便等优点。
实验目的(1)学会用三线摆测定物体的转动惯量。
(2)学会用秒表测量周期运动的周期(3)验证转动惯量的平行轴定理实验原理
图1是三线摆实验装置的示意图。上、下圆盘均处于水平，悬挂在横梁上。三个对称分布的等长悬线将两圆盘相连。上圆盘固定，下圆盘可绕中心轴二&作扭摆运动。当下盘转动角度很小，且略去空气阻力时，扭摆的运动可近似看作简谐运动。根据能
量守恒定律和刚体转动定律均可以导出物体绕中心轴二&的转动惯量（推导过程见本实验附录）。
(1)式中各物理量的意义如下：为下盘的质量；，、£分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离；'为平衡时上下盘间的垂直距离；To为下盘作简谐运动的周期，三为重力加速度。
将质量为的待测物体放在下盘上，并使待测刚体的转轴与匚匚轴重合。测出此时下盘运动周期--和上下圆盘间的垂直距离己。同理可求得待测刚体和下圆盘对中心转轴二&轴的总转动惯量为：
(2)如不计因重量变化而引起的悬线伸长，则有丄丄，。那么，待测物体绕中心轴的转动惯量为：
图2平行瑚定理
因此，通过长度、质量和时间的测量，便可求出刚体绕某轴的转动惯量
用三线摆法还可以验证平行轴定理。若质量为比的物体绕过其质心轴的转动惯量为I,当转轴平行移动距离*时（如图2所示），则此物体对新轴匚以的转动惯量为、；。这一结论称为转动惯量的平行轴定理。
实验时将质量均为m'，形状和质量分布完全相同的两个圆柱体对称地放置在下圆盘上（下盘有对称的两排小孔）。按同样的方法，测出两小圆柱体和下盘绕中心轴匚匚
的转动周期：，贝U可求出每个柱体对中心转轴兀的转动惯量:
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如果测出小圆柱中心与下圆盘中心之间的距离工'以及小圆柱体的半径匚，则由平行轴定理可求得和）哄⑸比较’■■与匚的大小，可验证平行轴定理。
三实验仪器
三线摆（包含米尺、游标卡尺、物理天平以及待测物体）和秒表。
四实验内容
1测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯量
（1）调整底座水平：调整底座上的三个螺钉旋钮，直至底板上水准仪中的水泡位于正中间。
（2）调整下盘水平：调